搅拌机用电动机的选用

第32卷第3期2009年6月

山东陶瓷

SHAN DONG CERAMICS Vol.32No.3J un.2009

收稿日期:2009204215

・经验交流・

文章编号:1005-0639(2009)03-0031-02

搅拌机用电动机的选用

李琳琦,燕　子,李　婷,张胜利

(咸阳陶瓷研究设计院,咸阳712000)

搅拌机的搅拌轴通常由电动机驱动。由于搅拌设备的转速一般都比较低,因而电动机绝大多数情况下都是与变速器组合在一起使用的,有时也采用变频器直接调速。为此,选用电动机时,应特别考虑与变速器匹配问题。在很多场合,电动机与变速器一并配套供应,设计时可根据选定的变速器选用配套的电动机。

1　电动机选用的基本原则

通常应根据搅拌轴功率和搅拌设备周围的工作环境等因素选择电动机的型号,并遵循以下基

本原则:

①根据搅拌设备的负载性质和工艺条件对电动机的启动、制动、运转、调速等的要求,选择电动机类型。

②根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求,考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩,合理选择电动机容量,并确定冷却通风方式。同时选定的电动机型号和额定功率应满足搅拌设备开车时启动功率增大的要求。

③根据使用场所的环境条件,如温度,温度、灰尘、雨水、瓦斯和腐蚀及易燃易爆气体等,考虑必要的防护方式和电动机的结构型式,确定电动机的防爆等级和防护等级。

④根据企业电网电压标准和对功率因数的要求,确定电动机的电压等级。⑤根据搅拌设备的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的性能要求,以及机械减速的复杂程度,选择电动机的额定转速。

除此之外,选择电动机还必须符合节能要求,并综合考虑运行可靠性、供货情况、备品备件通用性、安装检修难易程度、产品价格、运行和维修费用等因素。

2　电动机额定功率的确定

电动机额定功率是根据它的发热情况来选择的,在允许温度以内,电动机绝缘材料的寿命为15～25年。如果超过了容许温度,电动机使用寿

命就要缩短。一般来说,每超过8℃,使用年限会缩短一半。而电动机的发热情况,又与负载大小及运行时间长短(运行工况)有关。

搅拌设备的电动机功率必须同时满足搅拌器运转及传动装置和密封系统功率损耗的要求,此外还要考虑在操作过程中出现的不利条件造成功率过大等因素。

电动机额定功率可按下式确定:

P N =

P ′+P S

η

式中P N —电动机功率,kW ;

P ′—搅拌器功率,kW ;

P S —轴封装置的磨擦损失功率,kW ;

η—传动装置的机械效率。

轴封装置磨擦造成的功率损失因密封系统的机构而异。一般来说,填料密封的功率损失较大,机械密封的功率损失相对较小。作为粗略的估算,填料密封功率损失约为搅拌器功率的10%或至少为0.368kW ,而机械密封的功率损失仅为填料密封的10%～50%。

传动装置各零部件(如变速器、轴承等)的机械效率与其结构有关,具体数值按技术手册规定选取。

当搅拌器由静止启动时,桨叶除要克服自身的惯性,还要克服桨叶所推动的液体的惯性以及液体的摩擦力。这时桨叶与液体的相对速度最大,桨叶受液体阻力的作用面积最大,因而所需的功率值必然较大,该最大功率值即为搅拌器的启

动功率。但实验测定表明,搅拌器在启动时,电动机启动电流的最高点持续时间一般仅2～3s,随后立即大幅度下降至接近正常运转电流,说明出现最大功率的时间很短。由于一般电动机都允许有启动过载量,即允许较大范围的启动电流。如380V三相交流异步电动机,在5～10s的持续时间内,其启动电流一般允许达到额定电流的6.5～7倍;且电动机功率愈小,则启动电流相对于额定电流的允许倍数愈大。所以,只要合理选择电动机(一般选择电动机的额定功率总是较搅拌桨运转功率值略高),在启动时,电动机依靠转矩余量来加速液体及搅拌器直达稳定工作转速,不会引起电动机过热或出现不能启动等情况。

但是,在固相悬浮操作中,必须注意不能使桨叶沉埋在固相沉淀层内启动。如果这时启动,其启动功率将会很大,电动机和桨叶容易出现事故。同时按这时的启动功率来选择电动机和设计桨叶也是不经济的。遇到这种情况可以将桨叶位置设置的高于固相沉淀层(但还要考虑使桨叶下面的沉淀层颗粒也能逐渐被悬浮起来),有时还可在固相沉淀层内设置气体吹入管线,使固相层在搅拌前被悬浮起来,然后再启动搅拌器。

3　环境温度和海拔高度的影响

电动机用于海拔高度超过1000m(如新疆、甘肃、宁夏、云南、贵州的部分地区)或环境温度超过40℃、相对温度超过95%时,应在订货时注明,并计算功率的降低程度,以满足使用的要求。

3.1　环境温度的影响

电动机额定功率P N按式(1)修正

P′N=K t P N(1)

式中:P′N———校正温度影响后的电动机功率,kW;

P N———电动机额定功率,kW;

表2温度修正系数K t值

环境温度或冷却

空气进口温度/℃

253035404550 K t 1.1 1.08 1.05 1.00.950.875

K t———温度校正系数,见表2。

3.2　海拔高度的影响

海拔高度在1000m以上时,每升高100m所需的环境温度降低补偿值规定按温升极限的1%折算。若最高环境温度的降低值不足以补偿由于海拔高度所造成的冷却效果的降低,应对电动机的额定输出功率进行修正。

电动机额定输出功率不变时,需满足

(h-1000)Δi≤40-t at

电动机冷却效果欠补偿,额定输出功率降低时,其关系式如下:

(h-1000)Δi>40-t at

式中:h———海拔高度,m;

Δi———海拔高度在1000～4000m之间时,每提高100m所需要的最高环境温度补偿值,取Δi =0.01×电动机温升极限÷100,℃/m;

t at———使用地点的最高环境温度,℃。

额定输出功率降低的百分数可按每欠补偿℃,功率降低1%计算(或与电动机厂协商确定)。功率降低值的关系式如下(已包括环境温度的影响):

ΔP N=[(h-1000)Δi-(40-t at)]P N

100

式中:ΔP N———电动机功率降低值,kW。

参考文献

[1]　邓星钟等编.机电传动控制.华中科技大学出版社,2001

[2]　陈勇等编.电机与拖动基础.电子工业出版社,2007

氧化钛金属注射成形工艺

摩根先进陶瓷公司目前正在研发氧化钛的金属注射成形工艺(MIM),以满足高精密医疗设备的生产和其他生物医学技术在应用上的要求。该技术的优点有:便于生产细小,形状复杂的金属部件;是一种净成形技术,不会造成对昂贵材料的浪费;高精度地对金属部件实施打孔、盲孔等工艺。MIM的主要步骤是,先将金属微粉(通常粒径在20μm以下)和粘结剂的混合物注射到模具中;然后通过加热或化学工艺去除粘结剂,剩下金属粉末;最后将得到的金属粉末在炉子里加热,去除残余粘结剂,并使金属粉末烧结成固态金属(实际密度大于98%)。(鲁陶) 23山东陶瓷第32卷